Laboratorio De Fisica -MANOMETRO

Manômetro

Relatório n° 6

OBJETIVOS

Medir a pressão num ponto qualquer de um conduto forçado, através de um manômetro diferencial em “U”, verificando como a pressão varia com o aumento da profundidade, e analisar a reta formada por pontos obtidos experimentalmente, através da regressão linear, a fim de determinar a densidade relativa dos fluidos, no caso, álcool e óleo.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

2.1- Fluidos

O termo fluido é usado para descrever um objeto ou substância que deve estar em movimento para resistir a forças aplicadas externamente. Gases e líquidos são exemplos de fluidos e possuem a propriedade de adquirirem a forma do recipiente que ocupam. Quando estão sob a ação de pressão, podem escoar com facilidade.

2.2- Densidade

A densidade (ρ) é uma propriedade específica para cada substância. Ela é obtida como o quociente entre a quantidade de massa “m” e o volume “v” que esta ocupa.

Equação 1: “ρ” é a densidade do fluido, “m”, a massa e “v”, o volume. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade da densidade é kg/m3.

2.3- Pressão em um fluido

A pressão é definida como a razão entre o módulo da força perpendicular à superfície e a área sobre a qual vamos aplicá-la:

Equação 2: “P” é a pressão no fluido, “F”, a força aplicada sobre ele e “A”, a área na qual essa força é aplicada. A unidade SI de pressão é Pascal (Pa), que equivale a N/m2.

2.4 Manômetros de Coluna de Fluido tipo “U"

Manômetro de coluna de fluido tipo “U" é bastante sensível e consiste em um tubo dobrado em “U”, que contém um líquido apropriado (mercúrio, água, óleo, etc). Um dos orifícios do tubo está aberto à atmosfera e o outro está conectado com o depósito que contém o fluido, cuja pressão se deseja medir. O fluido do recipiente penetra em parte do tubo em “U”, fazendo contato com a coluna líquida.

Os fluidos alcançam uma configuração de equilíbrio da qual podemos deduzir a pressão manométrica no depósito pela equação:

P = Patm + ρliq.g.h

Equação 3: “P” é a pressão manométrica à profundidade “h”, ρliq., a densidade do líquido utilizado no manômetro, “h”, a diferença da coluna de água no manômetro e “g” a gravidade em Lavras (9,78 m/s²).

2.5 Princípio de Pascal

“A pressão que se aplica a um fluido se transmite integralmente a todos os seus pontos, bem como às paredes do recipiente que o contém.”

Durante a experiência, a pressão aplicada no fluido confinado dentro das provetas e dentro do tubo em “U” do manômetro foi transmitida para todas as partes do fluido e às paredes do recipiente, conforme a lei de Pascal.

MATERIAIS UTILIZADOS E PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Materiais utilizados:

- Fluidos: álcool e óleo;

- 2 manômetros de coluna de fluido tipo “U”;

- 2 provetas de 50 ml;

- Mangueira;

- Trena;

- Tubo de vidro.

Procedimento experimental:

Primeiramente, realizamos o experimento utilizando a proveta preenchida com óleo e, com o auxilio da mangueira, o tubo de vidro foi imerso na proveta. Foram marcados dez pontos na proveta e, à medida que o tubo de vidro foi percorrendo esses pontos, a altura “H” (distância vertical da superfície do líquido ao ponto de fronteira com ar) foi medida. A altura “h” (distância vertical do desnível da água contida no manômetro) também foi calculada, à medida que o tubo de vidro percorria as indicações pré-dispostas.

De forma análoga ao óleo, realizamos os mesmos procedimentos utilizando a proveta preenchida com álcool.

Figura 1- Esquema do experimento realizado.

RESULTADOS

Tabelas e Gráficos

Óleo

Pressão (kPa) Profundidade (10^(-2)m)

0 101,3

2,5 316,46

5 551,18

7,5 776,34

10 1001,06

12,5 1226

15 1402,04

16,5 1675,88

20 1881,26

22,5 2096,42

TABELA 1: Valores da pressão (kPa) registrados no manômetro em função da profundidade (10^(-2)m), utilizando o óleo.

Álcool

Pressão (kPa) Profundidade (10^(-2)m)

0 101,3

3 267,56

5,5 482,72

7,5 668,54

10 873,92

13 1059,74